1、C++游戏服务器—IP详解

目录

• 一、OSI模型
• 二、IP模型
• 三、数据进入协议栈的封装
• 四、IP协议特点
• 五、Ip header格式

一、OSI模型

• OSI七层模型：开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架
• OSI模型总结：采用分层的思想，这是比较好的优点；但是模型过于复杂了
  

二、IP模型

• Application：应用层
• Transport：传输方式（TCP\UDP）
• Internet：IP层
• Link：网线
  
• 实例理解IP模型的数据传递
  • ①.A应用需要将数据传输给B
  • ②.A首先将数据进行打包
  • ③.然后A选择Transport的方式TCP/UDP（假设有空运和海运的方式选择）
  • ④.之后将运输的东西放到Internet（假设是邮局或快递集中点）
  • ⑤.最后快递员通过Link（相当于交通工具：汽车、电动车等）

三、数据进入协议栈的封装

• 需求假设：有一个应用程序，产生的一部分数据，想采用UDP的方式发送
  • ①.Data进过Transport层，添加了UDP header
  • ②.进过Internet层，添加了IP header
  • ③.在Link层会增加Frame header（包头）和Frame footer（包尾）
• Frame footer的作用
  • Link的Frame footer一般是CRC检查
  • 发送方根据Frame data计算出校验值保存到Frame footer中
  • 接收方根据Frame footer中的检验值来判断Frame data是否正确
• Frame data的长度要求：
  • 一般来说最小46字节，不足填0补充
  • 一般来说以太网的传输要求最大不超过1500字节（当传输的字节大于1500字节的时候，在IP层就要进行分片，就是将数据报分成若干个片，每个片重新在Link上打包）
    
• MTU概念：MTU是Maximum Transmission Unit的缩写，意思是网络上传送的最大数据包；MTU的单位是字节，大部分网络设备的MTU都是1500

四、IP协议特点

• 不可靠（unreliable）：不能保证IP数据包能够成功的到达目的地
• 无连接（connectionlesss）：IP协议不维护任何数据传输后续的状态，通俗的讲就是每个数据包发送和处理都是相互独立的；举例说明 —— 发送方先发送A数据包，再发送B数据包，但是接收方有可能先收到B数据包，然后才收到A数据包

五、Ip header格式

• Big Endian：网络数据都是按照Big Endian来传送的
• C语言实现检测当前机器是大端模式还是小端模式

// 一个32位四字节的整数值，例如1，实际的计算机编码表示是 0x00000001
// 小端系统中在内存中的表示是 01 00 00 00
// 大端系统中在内存中的表示是 00 00 00 01
union EndianTest()
{
    int8_t u[4];
    int32_t i;
};

static bool isLittleEndianSystem()
{
    EndianTest et;
    et.i = 1;
    return et.u[0] == 1;//u的第1个字节是不是等于1
}

// *** 作系统方法判断
static bool isLittleEndianOs(){
	return __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN;
}

• 一个IP数据的组成：首部和数据
  • 首部的前一部分是固定长度，共20字节，是所有IP数据包必须具有的
  • 在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的
• 4位版本：指 IP 协议的版本。目前 IP 协议版本号有IPv4和IPv6
• 生存时间：占8位，记为TTL（Time To Live），指示数据报在网络中可通过的路由器数的最大值。每经过一个路由器，TTL值就-1，如果等于0了，就直接将这个数据报抛弃。一般值为256或者128